JPH02279515A - 超微粒子水酸化マグネシウム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（ｉ梁上の利用分野Ｊ 本発明は、超微粒子水酸化マグネシウム及びその製造方
法に関するもので、特に合成樹脂やゴムに配合して優れ
た透明性、難燃性を得る目的で開発したものである。 （従来の技術１ 各種樹脂を難燃化するための手段として、水酸化マグネ
シウムや水酸化アルミニウムなど金属水酸化物を樹脂中
に配合することが知られている。 しかし、高度の難燃効果を付与するためには多量配合が
必要であり、樹脂本来の優れた物性を損なわないために
は樹脂と充填剤との親和性を向上させ、樹脂中での分散
を良くすることが不可欠である。 廃酸中和、排煙脱硫、クリンカーの原料などの用途に大
量生産されている水酸化マグネシウムは、非常に微細な
結晶が強固に凝集した構造をもっており、粉砕によって
完全に一次粒子にまで分散させることは不可能である。 したがって、−水粒子が小さくＢＥＴ比表面積が大きい
ものであっても。 嵩密度は大きい。 樹脂又はゴム中での分散性を改善するために。 中間体を経て水熱反応により一次粒子のよく発達した水
酸化マグネシウムを得る方法（特公昭６３−４８８０９
号）、酸化マグネシウムを水和することによって一次粒
子のよく発達した水酸化マグネシウムを得る方法（特開
昭６３−２７７５１０号）などが提案されている。この
ような水酸化マグネシウムは、凝集粒子が極めて少なく
、ＢＥＴ比表面積が小さく嵩密度が大きい。

【発明が解決しようとする課題】

上記提案で合成された一次粒子がよく発達した水酸化マ
グネシウムを、熱可塑性樹脂に配合して得た組成物は、
機械的性質において優れているものの１粒子が大きいた
め耐酸性が極めて悪い。また、各種ゴムに配合したとき
補強性がほとんど得られない、更にまた。これらのＩＩ
造方法では設備。 工程でコスト高になり、不利である。 ［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、極めて微粒子で凝集粒子がほとんど存在
しない高分散性の水酸化マグネシウムが。 上記の諸欠点を解決し得ることを見出した。 更に本発明者等は、水溶性マグネシウム塩とアルカリと
を反応させて水増化マグネシウムを得るにあたり、撹拌
方法、アルカリの注入方法、凝集防止の方法を工夫する
ことにより、従来技術では得ることができなかった。極
めて微粒子でありながら凝集粒子がほとんどない１分散
性の優れた水酸化マグネシウムを得る方法に関して、ま
ったく新しい知見を得た９ 本発明による水酸化マグネシウムは、ＢＥＴ比表面積２
５〜１００ボ／ｇ、好ましくは３０〜６０イ／ｇ、嵩密
度０．０４−０．３０ｇ／ｍＱ、好ましくは０．０５〜
０．２０ｇ／ｍＱという粉体物性によって特徴づけられ
る。Ｂ　Ｅ　Ｔ比表面積が２５ｍ／ｇ以下の場合には、
粒子が大きすぎ熱可塑性樹脂に配合したとき充分な耐酸
性が得られず、樹脂組成物は不透明になり、ゴムに対す
る補強性も不充分である。ＢＥＴ比表面積１００ｒｒ／
／ｇ以上の水酸化マグネシウムは１本発明の方法では得
ることができなかった。このような微粒子からなる粉体
は、凝集粒子がほとんどない程度まで充分に解砕されれ
ば嵩密度は小さな値を示すはずであり、嵩密度（１，３
Ｑｇ／ｍＱ以上の場合は、解砕が不充分か、又は解砕が
充分にできない程度に強固な凝集体を含んでいることを
示し、熱可塑性樹脂に配合したとき充分な機械的性質（
伸び、強度など）が得られず、ゴムに対する補強性も低
い。嵩密度０．０４ｇ／ｍｌ以下の粉体は本発明の方法
では得ることができなかった。 一ヒ記の超微粒子高分散性の水酸化マグネシウムは次の
ようにして製造することができろ。 マグネシウム塩の水溶液とアルカリとの反応によって水
酸化マグネシウムを製造するにあたって。 （１）？：６速撹拌機を用いて強撹拌しながら、（２）
マグネシウム塩の水溶液にアルカリを１５分以内、好ま
しくは１分以内、更に好ましくは１０秒以内に投入し、
反応が完結するまで攪拌を継続し、（３）水で充分に洗
浄した後に凝集防止剤で表面処理を行ない、固液分離し
て乾燥・解砕を行なう。 原料として用いるマグネシウム塩は１例えば塩化マグネ
シウム、ａｔｔａマグネシウム、酢酸マグネシウム、更
に海水や製塩工程の副産物として得られる苦汁などを挙
げることができる。 アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム。 水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア水など
を挙げることができる。 マグネシウムと水酸基の比ＯＨ／Ｍｇは０．２〜１．２
゜好ましくは０．５〜１，２、更に好ましくはＯ，Ｓ〜
１．１が適当である。　ＯＨ／Ｍｇが０．２より小さい
場合、マグネシウムの利用率が小さくてコスト的に不利
であり、　また１、２より大きい場合純度の低下が著し
くなる。 撹拌については、高い剪断力により高分散を維持しなが
ら反応を行なうために反応槽内全体に強い流動を起こさ
せる必要があり、特にマグネシウム塩の水溶液やアルカ
リに高濃度のものを用いるとき高粘度になるので、槽程
の２０％以上、好ましくは３０％以上の翼径を持ったタ
ービン翼を高速回転させる方式が好ましい、しかし５反
応槽内金体に強い流動を起こさせることができるもので
あれば、撹拌機の形式は特に限定しない。 マグネシラ１１塩溶液とアルカリとの接触に要する時間
は短いほどよく、回分式反応においてはアルカリを１５
分以内、好ましくは１分以内、更に好ましくは１０秒以
内に投入し１反応が完結するまで撹拌を継続し、連続式
反応の場合には反応槽における反応液の滞留時間が１５
分以内、好ましくは１分以内、更に好ましくは１０秒以
内になるような反塔槽でマグネシウム塩溶液とアルカリ
とを混合して、その後文に反応が完結するまで撹拌を継
続する。マグネシウム塩溶液とアルカリとの接触に１５
分以上の長時間を要する場合は、凝集粒子の生成が多く
なって好ましくない、また、反応が完結するのに要する
晴間は概ね３０分程度であるが、この時間を超えて撹拌
をＮ続することは差し支えな（１゜このようにして、得
られた水酸化マグネシウムが懸濁した反応液は、水を用
いて充分に洗浄する。 水酸化マグネシウムは高度に分散しており凝集粒子はほ
とんど存在しないが、これをこのまま乾燥したのでは硬
い［５体となって再分散が困難であるから、用途に応じ
た適当な凝集防止剤で表面処理を行なった後、ン濾過、
乾燥、解砕を行なう。 ここで用いる凝集防止剤としては、飽和脂肪族カルボン
酸、不飽和脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩（具体的
には例えばステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリ
ウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、パ
ルミチン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウムなど）、
　ロジン、樹脂酸又はその変性物のアルカリ金属ＪＲ等
を挙げることができる。これらの凝集防止剤又はその混
合物の水溶液を撹拌しながら、その中に水酸化マグネシ
ウムの懸濁液を注入するか、又はその逆に、水酸化マグ
ネシウムの懸濁液を撹拌しながらその中に凝集防止剤ま
たはその混合物の水溶液を注入する方法で表面処理を行
なうことができる。 更に、これらの凝集防止剤で表面処理をし乾燥した後に
、必要に応じてシランカップリング剤。 チタンカップリング剤等の水系で用いることができない
処理剤で追加の表面処理を行なうこともできる。 上記のように表面処理された水酸化マグネシウム粉体は
、凝集粒子がほとんどない程度の完全に一次粒子にまで
解砕することが容易である。この解砕には、特に解砕機
の機種は限定しないが５例えばジェットミル等を用いる
ことができる。 このようにして得られた粉体は、Ｘ線回折により水酸化
マグネシウムであることが確認され、微粒子であるため
にＢＥＴ比表面積は２５〜１ＱＯｎｆ／ｇとなり、はと
んど完全に一次粒子にまで解砕されているために非常に
嵩高いものとなり、嵩密度は０．０４〜０　、３０ｇ／
艷にもなる。 なお、このように嵩高い粉体は貯蔵、輸送、取り扱いな
どが不利であるが、圧縮、脱気等によって嵩を小さくす
ることは一向に差し支えない。

【作用］ 本発明に係る水酸化マグネシウムはＢＥＴ比表面積が２
５〜１００ｒｒｒ／ｇと、従来にない超微粒子であるた
め、透明プラスチック、透明シリコンゴムなどに多量混
合しても透明性を失わずに難燃性の付与や機械的性質の
向上したフィルム成形物が得られる。また、紫外線の吸
収率も高くなる。天然ゴム、合成ゴムに配合して良好な
難燃性を与える。 製造過程における高速撹拌と高濃度アルカリの短時間接
触反応で一次粒子に解砕された超微粒子となる６次いで
、水洗、凝集防止剤での表面処理で一次粒子の凝集を押
えて極めて小さな０．０４〜０．３ｇ／ｍｌの嵩密度の
状態を保持する。 【実施例１ 以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。 実施例１ 直径８０曜のタービン型撹拌プロペラが付いた回転数１
５００ｒｐ＋ａの撹拌機を取付けた容量２０Ｑ　の邪魔
板付き円筒型反応容器に、６０℃に加温した苦汁（Ｍｇ
２２，３０ｅｑ／ｋｇを含む）１０ｋｇを取り１強撹拌
しながら、６０℃に加温した水酸化カルシウム懸濁液（
水酸基６．３９ｅｑ／ｋｇを含む）を１０秒間で投入し
、　　３０分間撹拌を継続した。 固形分を充分に水洗した後、固形分重量の５％の不飽和
脂肪族カルボン醗ナトリウム石鹸の熱水溶液で表面処理
を行ない、固液分離した後１００℃で乾燥して解砕した
。 得られた粉体はＸ線回折によれば水酸化マグネシウムで
あり、走査型電子顕微鏡で１ＲＦＮすると。 大部分が直径０．２ミクロン以下、厚さ０．０５ミクロ
ン以下の薄片状粒子で、凝集粒子は極く僅かであった。 また、ＢＥＴ比表面積は３４，７ｒｒｌ’／ｇ、嵩密度
は０．０７４ｇ／ｄであった。 ここでいうＢＥＴ比表面積とは、液体窒素温度における
窒素分子の吸着量から求めた値、また嵩密度とは１次の
ような方法で測定した値である。 すなわち２５０−のガラス製メスシリンダーに、バイブ
レータ−を用いて粉体を分散させながら落下させ、粉体
が充分に落ち着いた後に、その体積と粉体の重量から計
算する。 粉体１３０重量部をエチレン−アクリル酸エチル共重合
体（ＥＥＡ）１００重量部にニーロールを用いて混練し
、圧縮成形機で２ＩＩＩｌ厚のシートとして、その物性
を測定した。その結果を第１表に示す。 第１表 ×耐酸性：厚み２−のシートを５ａｍＸ５ｃｍの大きさ
に切り、２５０−の１０％硫酸中に室温で７日間浸漬し
たのちの重量変化また、厚さ０．１ｍｓのフィルムを作
成し分光光度計を用いて光の透過率を測定した。その結
果を第１図に示す。 比較例１ 熱可塑性樹脂用Ｉｌ燃剤として市販されている飽和脂肪
酸で表面処理された水酸化マグネシウムは。 走査型電子顕微鏡で観察すると１粒子直径１ミクロン程
度で凝集粒子がほとんど存在しない粉体である。　この
粉体のＢＥＴ比表面積は５．０ｒｒｒ／ｇ、嵩密度は０
．４１７ｇ／ｄであった。実施例１と同様に試料を作成
して物性を測定した結果を、第１表及び第１図に示す。 比較例２ 廃酸中和用、排煙脱硫用として市販されている水酸化マ
グネシウムを、粉体重量の２％の不飽和脂肪酸石鹸で表
面処理した粉体を走査型電子顕微鏡で観察すると、−水
粒子は直径０．３〜０．１ミクロン程度であるが、はと
んどすべてが直径５ミクロン程度以下の強固な凝集体で
あった。この粉体のＢＥＴ比表面積は９，１ｆｆｌ／ｇ
、嵩密度は０．４８１ｇ／ｄであった。実施例１と同様
に試料を作成して物性を測定した結果を第１表に示す。 これらの結果から１本発明の水酸化マグネシウムを用い
たプラスチックは、耐酸性の低下がほとんどなく、　し
かも、３００ｎｍ以下の紫外線をよく吸収し可視光線の
透過率の大な透明なフィルムとなることが判明した。 実施例２ 実施例１と同様に反応し水洗した水酸化マグネシウムス
ラリーに対して、ｉ形分３％のロジン石鹸を加えて表面
処理し、　固液分離し、１００℃で乾燥し、解砕して得
た粉体のＢＥＴ比表面積は５３．７ｒｄ／ｇ、嵩密度は
０．０４８ｇ／ｗ１であった。この粉体をバンバリーミ
キサ−を用いて各種ゴムに配合し。 スチームプレスで加硫して物性を測定した。その結果を
第２表に示す。 比較例３ 比較例１で用いた水酸化マグネシウム粉体を実施例２と
同様にして各種ゴムに配合し、スチームプレスで加硫し
て物性を測定した。そのうちのＥＰＤＭについての測定
結果を第２表に例示する。 第２表 註１　：　Ｋｄｌｔｒ＆ 註２　：　ＫｇＵｃｘ 比較例４ ゴム用充填剤として市販されている炭酸カルシラｔｚ＜
白石工業■：白艶華Ｏ）を実施例２と同様にして各種ゴ
ムに配合し、スチームプレスで加硫して物性を測定した
。そのうちのＥＰＤＭについての測定結果を第２表に例
示する。 比較例５ ゴム用充填剤として市販されているホワイトカーボン（
日本シリカニ業■；ニップシールＶＮ−３）を実施例２
と同様にして各種ゴムに配合し、スチームプレスで加硫
して物性を測定した。そのうちのＥＰＤＭについての測
定結果を第２表に例示する。 第２表の結果から明らかなように１本発明の水酸化マグ
ネシウムは各種ゴムに添加してホワイトカーボンと同等
あるいはそれ以上の補強性が得られ、従来の水酸化マグ
ネシウムより極めて良好な物性のゴムとなる。 【発明の効果】 本発明の水酸化マグネシウムは、これを樹脂に配合した
とき、その粒子が小さいことと分散が良いことにより、
樹脂組成物が透明性を示し５しかも紫外線を通さないと
いう、従来全く知られていない性質を付与する。この性
質を利用して１例えば食品や薬品など紫外線によって変
質する物質の包装容器などに広く応用することができる
。 本発明の水酸化マグネシウムは、これを各種ゴムに配合
したとき、白色充填剤としてホワイ１−カーボンと同等
あるいはそれ以上の補強性を持ちながら、加工性が良く
、他の白色充填剤に多く見られる加硫の遅れがなく、組
成物は難燃性、耐酸。 耐アルカリ性にすぐれ、またＮＢＲのように燃焼により
シアンガスを発生するものではガスの発生が抑制される
という、さまざまなｆ！！九た特数をイｊするので各種
ゴムの用途拡大に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はエチレン−アクリル酸エチル共重合体フィルム
（０，１ｍｎ）の波長（ｎ■）と透過率（％）との関係
を示すグラフである。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ＢＥＴ比表面積２５〜１００ｍ＾２／ｇで、嵩密度
   ０．０４〜０．３０ｇ／ｍｌの超微粒子水酸化マグネシ
   ウム。 ２　強撹拌下に、マグネシウム塩の水溶液にアルカリを
   短時間のうちに投入し、反応が完結するまで攪拌を継続
   し、水洗後凝集防止剤で表面処理を施した後、固液分離
   して乾燥、解砕することを特徴とする超微粒子水酸化マ
   グネシウムの製造方法。